O mercado de energia solar no brasil passa por um momento de crescimento vertiginoso, trazendo investimentos e sendo fonte de emprego para milhares de brasileiros. Clientes residenciais, comerciais, industriais, fazendas, shoppings, condomínios, entre outros podem se beneficiar da geração própria de energia e dos benefícios ambientais associados à energia fotovoltaica.
Ao mesmo tempo, os fabricantes de módulos fotovoltaicos e inversores são diversos e cada um busca trazer seu produto de forma que atenda uma parcela significativa da demanda nacional.
Dentre esses equipamentos, estão os microinversores cuja finalidade é exatamente a mesma de um inversor fotovoltaico: a produção de energia elétrica útil para consumo próprio ou compensação junto com a concessionária de energia. A diferença entre essas tecnologias é que os microinversores são fabricados com potências menores, que ficam entre 500 a 2000 W, são fisicamente menores, mais leves e otimizam espaço na instalação.
Vantagens e Desvantagens da utilização de microinversores
As principais vantagens dos microinversores são descritas abaixo:
1. Tamanho compacto, leve e de fácil instalação;
2. Na maioria das vezes, é mais barato que um inversor comum. Consultando uma marca de inversor que fabrica ambos os modelos, utilizando 3 microinversores de 2 kW (potência total de 6 kWca) ainda seria R$ 100,00 mais barato que utilizar um inversor de 5 kWca) – Perceba que além de barato, teria um ganho de 1 kWca. Isso é claro, precisa ser analisado não separadamente, mas no sistema como um todo. Além disso, valores podem variar de acordo com cada distribuidor;
3. Em um projeto com maior quantidade de módulos, caso haja alguma sombra, nem toda a string será afetada - Figura 1. Com isso cada painel solar atua como seu próprio dispositivo de geração de energia independente e de forma otimizada;
Figura 1 – perdas de geração entre microinversor e inversor convencional
Fonte: https://gosolarquotes.com.au/
4. Para sistemas maiores, se acontecer alguma falha no equipamento, perde-se apenas parte da geração ao invés de toda a produção de energia;
5. Gastos com cabos de corrente contínua são menores, pois os inversores estão mais próximos dos módulos, isso consequentemente, gera menos perdas em corrente contínua;
6. A instalação de microinversores requer espaço físico significativamente menor que a instalação de inversores convencionais, visto que estes são instalados na própria estrutura metálica e junto ao módulo fotovoltaico;
7. É possível expandir o sistema com microinversores de forma fácil e rápida. Os microinversores são simples de adicionar um de cada vez, podendo utilizar módulos diferentes do sistema já existente;
8. Ótima opção para telhados com várias caídas de água e muita sombra ao redor.
9. Microinversores trabalham com níveis de tensão menores que os inversores string convencionais. Isso torna a instalação elétrica mais segura e reduz o risco de arcos elétricos. Funções como Rapid Shutdown então presentes nesses equipamentos para desenergizar os condutores CC e minimizar os riscos em casos de emergência e atuação do corpo de bombeiros.
Algumas desvantagens desse tipo de sistema são mencionadas abaixo:
1. Comparado ao inversor convencional, o microinversor possui uma dificuldade a mais para realização de manutenção e trocas, pois é instalado sobre o telhado;
2. Não possui tela para operar o inversor;
3. Em locais remotos sem acesso a internet não haverá monitoramento. Assim, o cliente final não saberá se o sistema está funcionando corretamente ou se ocorrer algum tipo de falha ou problema;
4. O ponto de conexão do lado de corrente alternada pode ser distante, o que ocasionará mais perdas no lado CA.
Assim como os sistemas que utilizam inversores de médio e grande porte, os microinversores também possuem sistema de monitoramento. Assim é possível analisar a geração de um modo geral, correntes cc e ca, tensões cc e ca, e também eventuais falhas que possam ocorrer durante seu período de operação. Essas informações são de extrema importância para a equipe responsável por O&M.
Instalação
Mostraremos a seguir um comparativo de uma instalação com inversor convencional e com microinversor. O primeiro precisa e, quase sempre é exigido, que seja instalado em local de fácil acesso. Além disso, por permitirem a visualização e alterações de parâmetros em sua tela é importante que seja instalado em local que uma pessoa especializada possa fazer manutenção e operar futuramente. A figura 2 ilustra o inversor convencional de pequeno porte.
Figura 2 – Inversor convencional instalado na parede.
Já os microinversores geralmente são instalados abaixo dos módulos fotovoltaicos e não possuem botões ou tela IHM. Sendo assim, não é possível controlar e operar o equipamento fisicamente, apenas por monitoramento e aplicativo exclusivo do fabricante. Isso é bom, pois evita que o equipamento fique exposto ao alcance de crianças e pessoas não especializadas, mas é ruim quando se trata de operação e manutenção.
Vamos imaginar que ocorra um problema no sistema fotovoltaico e que o inversor precise ser trocado. Nesse caso são necessários dois técnicos para realizar a troca, visto que o trabalho é em altura. Além disso é necessária a remoção dos módulos fotovoltaicos para assim conseguir acessar o microinversor. A figura 3 ilustra microinversores instalados em telhado, na estrutura metálica.
Figura 3 – microinversor instalado no telhado
É sempre importante respeitar as recomendações e o manual do fabricante, onde são encontradas informações essenciais e que minimizam as chances de erros de instalação e futuros problemas.
A figura 4 ilustra um caso em que é possível imaginar alguns possíveis riscos envolvendo microinversores. O local de instalação permite fácil manutenção ou troca do dispositivo. Apesar disso, por ser uma instalação que utiliza cabos energizados e equipamentos elétricos, erros humanos ou de fabricação podem causar incêndios. O local onde esse equipamento foi instalado não parece ser apropriado: em uma estrutura de madeira. Por isso, novamente, é importante validar essa informação no manual ou mesmo diretamente com o fabricante.
Figura 4 – microinversor instalado na estrutura de madeira
Custo-Benefício
Para sistemas de pequeno porte é válido a instalação de microinversores. Além de otimizar o tempo de execução do projeto, otimiza espaço e também material de forma geral (cabos, conexões, disjuntores, infraestrutura).
Esse tipo de equipamento possui características técnicas semelhantes a um inversor convencional e faz a mesma função: converter a energia em corrente contínua para corrente alternada e realizar a compensação de energia. É um equipamento mais barato, pois é menor e não possui tantos componentes quanto um convencional. O mercado hoje disponibiliza algumas marcas de microinversores e nem todos os fabricantes convencionais produzem o microinversor.
É difícil separar um limite de potência para um sistema onde deve ser utilizado microinversores ou inversores convencionais, ambos possuem vantagens e desvantagens. É preciso levantar quantitativos e verificar também, a longo prazo, o que ficaria melhor: por exemplo, em um sistema de 100 kW, será que é mais válido instalar 50 microinversores de 2 kW ou apenas 1 de 100 kW? Analisando pelo lado de O&M e geração, com certeza seria o sistema que utiliza microinversores, pois, se qualquer um deles parasse de funcionar, o sistema em sua totalidade não estaria comprometido, ao contrário de um sistema que utiliza apenas um inversor.
Mas e o preço? Provavelmente o sistema de apenas um inversor de 100 kW seja mais barato. Os custos com os microinversores aumentariam no dimensionamento de lado de corrente alternada (quadro maior, quantidade de disjuntores, quantidade de cabos CA. Por isso é importantíssimo validar com a equipe de engenharia o que seria melhor.
Curiosidade!
O maior sistema fotovoltaico utilizando microinversor está situado na China, na cidade de Haining. Ela está em operação desde 2013 e nela foram instalados 12000 microinversores, com 24000 módulos fotovoltaicos. São conectados 2 módulos fotovoltaicos por microinversor e sua potência total instalada é de 6 MW.
Qual a vantagem em um sistema desse porte? Quanto mais barato ou mais caro custaria utilizar inversores de maiores potências? Deixe-nos saber nos comentários!
Fonte: APSystems
https://usa.apsystems.com/portfolio-item/6mw-commercial-complex/
Fonte: APSystems
https://usa.apsystems.com/portfolio-item/6mw-commercial-complex/